Lærervejledning Indhold Undervisningsforløbet om rensning af spildevand knytter arbejdet med pensum i faget fysik/kemi tæt sammen med virkeligheden uden for skolen. Eleverne erfarer hvordan rensning af spildevand foregår på et rensningsanlæg, samtidig med at de får et kendskab til en virksomhed i lokalområdet. Forløbet og materialerne tager udgangspunkt i Nyborg Renseanlæg og giver eleverne indblik i, hvordan kemiske kernebegreber anvendes i praksis. Forløbet er på den måde med til at give den daglige undervisning i fysiklokalet mening for eleverne. I lærervejledningen finder du følgende kapitler: SIDE 2 Introduktion til UV-forløb SIDE 3 Rammerne om UV-forløbet SIDE 4 Undervisningsforløb SIDE 5 Pædagogisk metode SIDE 7 Spil om rensningsanlæg SIDE 8 Det uformelle læringssted SIDE 9 Teoretisk forankring SIDE 9 Perspektiv Projektet startede som et samarbejde med Nyborg Renseanlæg, som i forvejen har rundvisning for skoleklasser. Tanken er at udvikle disse rundvisninger, så de i højere grad bliver en del af et undervisningsforløb om spildevand for folkeskolens 9. klasser. Det tilstræbes, at forløbet kan anvendes af såvel normalklasser som specialklasser. Udviklet af Forfattere: Jeppe Dørup, Lene Dam og Lene Hansen Redaktion: Beth Wehner Andersen, Claus Auning, Linda Ahrenkiel og Mette Auning Layout/film: Rune Skeel-Gjørling December 2012 Birkhovedskolen
Introduktion til UV-forløb Introduktion Mål med forløb Undervisningsforløbet er tæt knyttet til et uformelt læringssted, hvilket præger forløbets materialer. Det muliggør i høj grad at knytte teori og praksis, og det kan gøre forløbet mere vedkommende og virkelighedsnært for eleverne. Temaet for dette forløb er rensning af spildevand med fokus på mekanisk, kemisk og biologisk rensning. Kernen i forløbet er et 3-timers besøg på Nyborg Renseanlæg. Før besøget forberedes eleverne via en billedpræsentation af vandets vej gennem anlægget og opgaver på nettet. På rensningsanlægget indledes med en fælles rundvisning, og derefter arbejder eleverne i mindre grupper med forskellige fagrelevante øvelser. Efter besøget afrundes forløbet med en evaluering. Der er gode muligheder for tværfagligt samarbejde med biologi, geografi, samfundsfag og historie. Eleverne skal - arbejde med læsning af fagtekster på relevante hjemmesider - kunne redegøre for, hvordan rensning af spildevand foregår på et rensningsanlæg - få et indblik i spildevandets historie og i Nyborg Renseanlægs historie - kende til og kunne forklare centrale begreber som mekanisk, biologisk og kemisk rensning af spildevand - kunne anvende centrale biologiske og kemiske begreber til beskrivelse af de processer, spildevandet gennemgår på rensningsanlægget - kunne gennemføre enkle forsøg, som illustrerer rensningsprocessen og redegøre for dem. - få en forståelse for, hvorledes spildevand påvirker miljøet. - kunne beskrive og redegøre for de erfaringer, som gøres ved aktiviteterne på rensningsanlægget Se mere på ntsnet.dk Den gode idé [Film] Jeppe Dørup - lærer på Nyborg heldagsskole - fortæller om, hvordan de fik idéen til et undervisningsforløb omkring rensning af spildevand. Varighed 1:44 min YouTube (HD) 2
Rammerne for forløbet Aldersgruppe/klassetrin Forløbet tilrettelægges så det kan anvendes på 8. eller 9. klassetrin, som en del af fysik/kemi-undervisningen. Der er mulighed for tværfaglighed med eksempelvis geografi, biologi, historie og samfundsfag. Varighed af forløbet Der kan med fordel anvendes 7 dobbeltlektioner, heraf bruges 3 timer til aktiviteter på rensningsanlægget. Gøre rede for, hvorledes anvendelse af materialer kan påvirke ressourceforbruget, miljøet og affaldsmængden (8.kl.) Benytte fysisk og kemisk viden, opnået ved teoretisk og praktisk arbejde. (9.kl) Centrale faglige begreber [Foto] Elev kigger i mikroskop. Trinmål Følgende trinmål fra Fællesmål i fysik/kemi opfyldes: Beskrive eksempler på kemiske forbindelser og deres indbyrdes reaktion (9.kl.) Forklare, hvordan indgreb i naturens stofkredsløb kan påvirke miljøet (9.kl.) Beskrive forhold, hvor udviklingen af teknologi er tæt forbundet med fysisk og kemisk viden(8.kl.) Forløbets centrale begreber er spildevand, mekanisk, kemisk og biologisk rensning, energiressourcer, denitrifikation, udfældning og havmiljø. Elevernes forudsætninger Eleverne skal kende til de relevante grundstoffer, som indgår i de kemiske processer. Det er også en fordel at kende vandets kredsløb i naturen. Forsøget med udfældning kræver gode laboratorievaner og omhyggelighed. 3
Undervisningsforløb 5.-6. Lektion: Oplæg om rensningsanlægget læreren indleder med en Power point præsentation om Nyborg rensningsanlæg. Eleverne skal arbejde med Nyborg Renseanlæg og spildevand generelt ved at løse opgaver. Opgaverne skal løses ved hjælp af internettet. Afslutningsvis gennemgår læreren forsøgene, der skal laves på rensningsanlægget. [Foto] En af processerne i rensningsanlægget - sneglen 1.- 2. Lektion introduktion til forløbet Undervisningsmateriale: pc er, opgaveark om Nyborg Renseanlæg og spildevand, hjemmesider: www.nfs.as, www.denstoredanske.dk, Forløbet introduceres og målet med forløbet gennemgås. Samtale om hvad et rensningsanlæg er, og hvordan det fungerer. Læreren giver en kort teoretisk indføring i mekanisk, kemisk og biologisk rensning af spildevand, og der vises en lille film om rensning af spildevand. Der arbejdes i klassen med Vandetsvej.dk på smartboard eller ved elevcomputere med aktiviteterne under afløb og spildevand på sitet. Undervisningsmateriale: vandetsvej.dk (benyt fanerne afløb og spildevand ) 3.-4. Lektion Rensning for fosfat Rensning for fosfat foregår ved kemisk rensning. Fosfat, som blandt andet stammer fra vores vaskemidler, skal fjernes fra spildevandet, inden det ledes ud i havet. I vandmiljøet kan for store mængder fosfor nemlig resultere i iltsvind. Fosfat fjernes ved at tilsætte jernklorid (FeCl 3 ). Læreren gennemgår kemien i rensning for fosfat. Eleverne laver derefter et udfældningsforsøg med rensning for fosfat i skolens laboratorium (link til øvelsesvejledning). 7.-9. Lektion: Besøg på Nyborg Renseanlæg Lektionerne indledes med en rundvisning på rensningsanlægget. Derefter deles eleverne i tre grupper. Gruppe 1 arbejder med mikroskopet. Gruppe 2 arbejder med to laboratorieforsøg (Sand-og fedtfang samt gæring) og gruppe 3 arbejder med spildevandsbegreber ved hjælp af spillet Vandets vej gennem renseanlægget. Til forsøgene på rensningsanlægget medbringer underviseren selv materialerne til forsøgene efter aftale med rensningsanlægget. Alle materialer ses i elevmaterialet. Husk at gange antallet af materialer med antal grupper klassen skal deles i på rensningsanlægget. Undervisningsmateriale: Pc er, forsøgsvejledning og fosfat rensning på Vandetsvej.dk under spildevand, nørdviden 4
BESØG PÅ RENSNINGSANLÆG Rundvisning af elever 1/3 af eleverne laver forsøg i laboratoriet (Sand-og fedtfang, gæring (link til øvelsesvejledninger) 1/3 af eleverne kigger på bakterier i mikroskop (link til plancher) 1/3 af eleverne spiller Spillet om vandets vej (link til brikkerne) Efter 20 min roterer grupperne, indtil alle elever har været i alle aktiviteter. Gennemgå teori til forsøgene Evaluer via multiple choice (link), gentag evt. Spillet om vandets vej Undervisningsmateriale: Forsøgsvejledninger: biologisk nedbrydning, udfældning af sand og olie, Planche med bakterier, laboratoriekasse, spil om Vandets vej gennem renseanlægget. 10.-14. Lektion: opsamling og evaluering Eleverne skal afslutningsvis fremstille et formidlingsprodukt f.eks.: en avis, en film, en Power Point om spildevand og rensningsanlæg. Forløbet afsluttes med en evaluering. Video fra forløb [Film] 8A fra Birkhovedskolen besøger Nyborg Rensningsanlæg. Her får de blandt andet en rundvisning og gennemgang af processen med rensning af spildevand, og laver efterfølgende øvelser på rensningsanlæggets laboratorium. (4:00 min) YouTube (HD) 5
Pædagogisk metode Inddragelse af uformelt læringssted Det beskrevne undervisningsforløb er inspireret af inddragelsen af uformelle læringssteder i undervisningen. Vores erfaring er, at det ofte kan være svært at komme af sted ud af huset, fordi det ofte kræver et stort planlægnings- og koordineringsarbejde af læreren. [Foto] Elever tegner processerne i rensningsanlægget. Der veksles mellem klasseundervisning, individuelt arbejde og gruppearbejde. Fokus lægges på oplevelsen af rensningsanlæggetog muligheden for at knytte teori og praksis. Struktureringen og planlægningen af undervisningen er inspireret af en konstruktivistisk tilgang. Det vil sige at eleverne ikke er passive modtagere af viden, men at læring er en aktiv proces. Eleverne er aktive, når de forsøger at finde viden på vandetsvej.dk, og bearbejder den til egen viden. De er også aktive på rensningsanlægget, hvor de skal lave en række forsøg. sidst men ikke mindst skal deres nye viden sættes i relation til spildevandets vej fra kloak til hav, som giver dem mulighed for at reflektere over deres eget spildevand og samfundets spildevand mere generelt. Forløbet giver gode muligheder for undervisningsdifferentiering både i forhold til det faglige indhold og i forhold til at arbejde med noget praktisk, arbejde med billeder og arbejde med skriftlighed. Forløbet er afprøvet både i normalundervisningen og i specialundervisningen og kan på grund af de forskellige typer af aktiviteter let tilpasses elevers forskellige behov. I det beskrevne forløb er det forsøgt at lave noget af dette forarbejde for læreren, så det er lettere at komme af sted og inddrage det uformelle læringssted i undervisningen før og efter. Præsentation Der er lavet en Power point præsentation om Nyborg rensningsanlæg, som kan bruges. På rensningsanlægget laver eleverne en række forsøg. De tre forsøg er udvalgt, idet de hver især dækker de tre rensningsmetoder. Det er vigtigt, at eleverne får forståelse for den sammenhæng, der er mellem forsøgene og processerne på Rensningsanlægget. Hent præsentation Nye metoder og værktøjer Foruden inddragelsen af et uformelt læringssted i et traditionelt undervisningsforløb søges at integrere nye digitale muligheder ved at udnytte hjemmesider. Desuden gøres brug af digital formidling, idet eleverne opfordres til at dokumentere deres eksperimentelle arbejde med fotos og film. 6
Spil om rensningsanlæg I forbindelse med undervisningsforløbet er der udviklet et spil med kort, som skal give eleverne indsigt i de forskellige processer på rensningsanlægget. Kortene indeholder en forenklet tegning plus en lille beskrivelse, af de forskellige trin som spildevandet gennemgår på renseanlægget. Kortene er udformet således, at det giver eleverne bedre billeder af, hvad der foregår end de ville kunne se på renseanlæggets procesdiagram. Det er ikke alle trinene fra procesdiagrammet vi har taget med, men de processer som man ser på rundvisningen og de processer som forklarer det eleverne skal lære. Der er i beskrivelserne lagt vægt på, at eleverne lærer de fagbegreber der knytter sig til de enkelte processer. Spilleregler Alle kortene kan enten printes eller bruges på smartboard og lignende. Kortene skal placeres således at spildevandet følger det røde hovedrør fra det første kort Hjem/industri til det sidste kort Spildevand i hav. læseretningen og derefter kobler de sekundære (de blå) rør på. Det er en god idé, at eleverne sammenligner deres puslespil med det originale procesdiagram som renseanlægget bruger til at forklare processerne. På det originale procesdiagram er der flere processer, men til dette spil har vi valgt netop de trin man skal lære om for at opfylde de fælles mål, som beskrives. Hent kortene til spillet Undervisningsdifferentiering De blå rør symboliserer sekundære processer, såsom tilsætningsstoffer til processerne, slambehandling og fjernvarmeproduktion. Det er således meningen, at eleverne placerer hovedrøret (det røde) først i Spillet giver gode muligheder for undervisningsdifferentiering, da man kan arbejde med det på flere niveauer. Det helt grundlæggende er at få lagt de røde rør så vandet kan løbe fra hjem og gennem processerne tilbage til naturen. Når de blå rør kobles på er der en mulighed for at arbejde langt bredere med, f.eks. fjernvarmeproduktion, ligesom man kan snakke med de dygtigste elever om processerne i biologisk rensning. 7
Det uformelle læringssted Besøget på Nyborg Renseanlæg giver eleverne en vigtig indsigt i spildevandets vej fra kloak til hav. Formålet med besøget på Nyborg Renseanlæg er at give eleverne en vigtig indsigt i spildevandets vej fra kloak til hav. Dette skal give dem mulighed for at reflektere over deres eget spildevandsforbrug og samfundets spildevand mere generelt. Det er ønsket, at besøget på rensningsanlægget skal understøtte elevernes forståelse af sammenhængen mellem teori og praksis. Eleverne får desuden et indblik i en lokal arbejdsplads. bundfældningstanke i det åbne land (f.eks. trix- og septiktanke). 20% af spildevandet kommer fra industri og de resterende 80% fra private husstande, kommunale institutioner samt handels- og servicefag. Kloaksystemet består af ca. 400 km hovedkloakledninger, heraf ca. 110 km regnvandsledninger, ca. 330 pumpestationer, 58 overløbsbygværker og 33 regn- og sparebassiner. Der er 5 renseanlæg i Nyborg Kommune, fordelt på et stort centralt anlæg i Nyborg, et mellemstort i Ørbæk, 2 mindre anlæg i Ullerslev og Kløverhage samt et lille i Mullerup. Til forsøgene på renseanlægget medbringer underviseren selv materialerne til forsøgene efter aftale med rensningsanlægget. Fordelen ved at besøge rensningsanlægget er, at der knyttes nogle væsentlige sanseoplevelser op på undervisningsforløbet. Det giver mere mening at se ting i virkeligheden og ikke kun i laboratoriet. Det er meningsfuldt at vide, at det man lærer i skolen, også har en betydning i voksenlivet. Historien bag NFS Spildevand A/S NFS Spildevand A/S aftager spildevand fra ca. 12.300 husstande og alle virksomheder i byområder samt varetager tømningsordning for ca. 1.470 Læs mere om NFS Spildevand A/S 8
Teoretisk forankring Som underviser kan man orientere sig om renseanlæg i en række bøger m.m. Ydermere findes en god gennemgang på ringstedforsyning.dk - Her gennemgås teorien på rensningsanlægget. Man kunne også fortsætte med et forløb om salte og kemisk analyse. Man skal være opmærksom på at den biologiske rensning på Nyborg Renseanlæg foregår i lodrette rør, og ikke bassiner, med dette ændrer ikke på teorien. Forløbet kan ses som en del af undervisningen i vandets kredsløb og en oplagt fortsættelse kan være arbejde med nitrogens kredsløb. [Foto] Udstyr og ingredienser til øvelserne. Perspektiv Fysikfagligt Forløbet kan ses som en del af undervisningen i vandets kredsløb og en oplagt fortsættelse ville være arbejde med nitrogens kredsløb. Man kunne også fortsætte med et forløb om salte og kemisk analyse. [Foto] Eleverne kommer i kontakt med virkeligheden. Tværfaglighed Der kan arbejdes tværfagligt med biologi, geografi, historie og samfundsfag. Mulige emner: Vandets kredsløb Miljøperspektiver Affaldsbehandling i det hele taget Affaldsbehandling historisk set Havmiljø Vandværket Progression Sammenfatning Med dette undervisningsforløb er der en god mulighed for at sætte den daglige undervisning ind i et samfundsmæssigt og virkelighedsnært perspektiv, som virker motiverende for elevernes læringsproces. Samtidig er der lagt op til, at læreren på en let måde kan få adgang til undervisningsmaterialer, som umiddelbart kan anvendes. 9